中国油港低碳绿色化发展的影响因素分析

董国松,范厚明,张晓楠

(大连海事大学 交通运输管理学院,辽宁 大连 116026)

一、问题的提出

油港是油船停靠、补给、检修的基地,也是油品转运、交接、储存的基地.油港由多个油码头构成,《油码头安全技术基本要求》(GB 16994-1997)中对油码头的定义是"油码头是指专供油船停靠、装卸散装油类的泊位及装卸作业区".现代油码头技术复杂、设备先进,是水上运输的重要一环,在水上运输及国民经济中起着重要作用.

目前,我国油港的数量和规模不断增长,对环境产生了严重的影响,如:由于人们对海洋自净能力估计过高,导致海洋一度被视为天然的垃圾处理厂,陆地废弃物、船舶污水和垃圾向海洋大量排放,码头海域污染非常严重;码头以及基础配套设施的建设中,存在一定的安全隐患,对人们的生命财产构成了巨大的威胁;低效的港口设备及老旧油船在码头区域内运行,排放大量的温室气体和污染气体等.因此,如何建设低碳绿色油港,使其既能最大限度地发挥油港对经济发展的促进作用,又能将其对环境的危害降到最低限度,已成为当前我国油港运营过程中亟待解决的问题.

胡锦涛总书记指出:"坚持节约能源和保护环境的基本国策,关系人民群众切身利益和中华民族生存发展.必须把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置,落实到每个单位、每个家庭."2009年哥本哈根世界气候大会上,气候科学家们表示全球必须停止增加温室气体排放,并且在2015年到2020年间开始减少排放.我国政府已向全世界郑重承诺,到2020年,中国的单位GDP的二氧化碳排放量要比2005年下降40% ～45%.要实现这一目标,需要各行各业的努力,也需要港口行业的积极参与.因此,系统分析我国油港低碳绿色化发展的影响因素,识别其"非低碳、非绿色"因素,是目前我国建设低碳绿色油港进程中亟待解决的问题.

二、相关研究综述

随着我国石油需求量日益增大,海上油品运输量越来越大,我国建设的油港数量在不断增加,规模在不断扩大,由此带来的环境问题也相应增多.影响油港低碳绿色化发展的因素,近年来也引起国内外一些学者和经营者的关注,开展了一些这方面的研究.

(1)大气环境方面.T. Paulauskiene等[1](2009)介绍了油码头挥发性有机化合物的相关问题,通过实验结果和检测值的对比,提出空气湿度、风力和大气压力影响空气中的挥发性有机化合物的浓度,还分析了油码头和毗邻地区气象要素、石油产品储罐的设计和储罐的填充水平对VOC(volatile organic compounds)排放的影响.兰儒等[2](2009)通过对油码头大气污染进行预测,并对结果进行分析,指出了油气对大气环境和生态的不利影响.

(2)港口污水处理方面.蒋建华等[3](2004)对镇海炼化公司原油码头的压舱水和油罐脱水等主要污水的组成进行了分析,对原油码头污水处理装置运行过程中存在的问题作了深入了解,提出了原油码头污水优化处理方案.任玉森[4](2003)介绍了近年来研究较多和广泛使用的含油废水处理方法,探讨了各种处理方法的分离原理,并对各种方法的优缺点作了比较.周琼等[5](2008)对沿海港口含油废水的主要来源、港口处理油污水的过程和存在的问题进行了总结,并介绍了传统含油废水处理方法中吸附法和膜法在近年来的发展状况,总结了这两种方法在深度处理含油废水方面取得的最新研究成果,最后对港口油污水处理技术的发展趋势进行了展望.Blanchard等[6](2003)介绍了阿拉斯加瓦尔迪兹港口的油码头压舱水所排放的碳氢化合物的处理技术,并对港口的环境保护提出了新的要求.

(3)减少二氧化碳排放量方面.柳莺[7](2008)介绍了德国西门子推出的一种新型的船岸电力解决系统"Siplink",通过该产品可以使船舶减少能耗25%～30%.胡毓[8](2009)提出为减少船舶二氧化碳排放量,船企应勇于更新船舶设计理念,在船舶设计中采用先进的低碳排放技术.苗凤娟[9](2006)介绍了解决到港船舶对环境污染所采用的船舶岸电技术,并以上海港为研究对象,提出了船舶接用岸电技术的具体方案,在减少到港船舶对环境污染的同时,减少了到港船舶的二氧化碳排放量.

(4)生态方面.高峰[10](2010)介绍了墨西哥湾石油泄漏对海洋生物造成的巨大影响,造成稀有物种濒临灭绝.不仅如此,大量石油泄漏后会严重损害人类的身体健康,带来慢性疾病甚至是死亡.朱姝霖[11](2010)提出海上石油泄漏对海洋生物的危害,严重影响了海洋的生态系统.李湘涛[12](2010)介绍了墨西哥湾石油泄漏对海洋生物的影响,特别是对鸟类和鱼类的危害十分严重.徐高亮等[13](2010)介绍了石油污染对海洋生物、海洋生态环境和水产业的危害.宋维玲等[14](2010)介绍了大连新港溢油对港口、海域和海滩的3条污染途径,严重影响了海洋的生态环境.

(5)噪声方面.张卫等[15](2001)探讨了我国内河船舶噪声污染现状,并分析了船舶的噪声源.丛燕[16](2008)介绍了噪声的定义、特征、来源,阐述了噪声对人的生理和心理造成的危害.

(6)油污染清理方面.陈勇民[17](2002)针对我国港口水域由于事故原因所造成的水体石油污染,提出去除石油类污染物质的经济可靠的生物修复技术,并探讨其理论基础和技术方法.M.O.ADEBAJO等[18](2003)论述了具有合成和吸附性能的多孔吸附材料在有机物清理方面的广泛使用,特别是在石油泄漏区域的清理方面.李龙刚[19](2010)介绍了船舶油污染的产生和危害,并综述围油栏、吸收剂、分散剂、凝油剂、焚烧法等各种溢油污染的治理方法,最后比较了各种方法的优缺点.

综上,目前对油港的大气、海水、生态等方面进行分析和研究的文献较多,缺乏对油港低碳绿色化发展的影响因素进行全面系统的分析.因此,本文的研究具有重要的现实意义.

三、影响中国油港低碳绿色化发展的因素

影响我国油港低碳绿色水平的因素众多且复杂,不仅要分析所有油港的共性因素,还要选取能够突出油港特点的因素.在分析过程中参考的法规、标准具体有:《海水水质标准》(GB 3097-1997)、《船舶污染物排放标准》(GB 3552-83)、《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)、《环境空气质量标准》(GB 3095-1996)、《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)、《工业企业厂界噪声标准》(GB 12348-2008)、《城市港口及江河两岸区域环境噪声标准》(GB 11339-89)、《港口工程环境保护设计规范》(J TJ 231-94)、1993年12月29日生效的《生物多样性公约》(Convention on Biological Diversity)和《油码头安全技术基本要求》(GB 16994-1997).

结合油港的自身特点,本文共确定了水环境、大气环境、声环境、固体废物、生态环境、二氧化碳排放、能源消耗和工作安全等8个因素,21个子因素,如图1所示.

1.水环境

水环境是指相对稳定的、以陆地为边界的天然水域所处空间的环境.水环境的污染和破坏已成为当今世界主要的环境问题之一,因此油港所处区域的水环境是影响其低碳绿色建设的最重要的因素之一.由于油港的主要污水种类是含油污水和生活污水,它们是导致油港水环境恶化的根源,特别是运营过程中所排放的保持船舶平衡的压舱水、换油时使用的洗舱水、舱底水等含有大量石油,如果直接排放会对水体造成油污染,因此低碳绿色油港水环境质量所要检测的指标是生活污水排放浓度和油港污水排放浓度.水环境因素包括的内容如图2所示.

图1 中国油港低碳绿色化发展的影响因素

图2 水环境因素

(1)生活污水排放浓度(mg/L):主要从化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、悬浮物(SS)、石油类等含量这几个指标来进行评价.

(2)油港污水排放浓度(mg/L):主要从化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、石油类等含量这几个指标来评价.

根据《海水水质标准》(GB 3097-1997),按照海域的不同使用功能和保护目标,海水水质分为四类:第一类,适用于海洋渔业水域、海上自然保护区和珍稀濒危海洋生物保护区;第二类,适用于水产养殖区、海水浴场、人体直接接触海水的海上运动或娱乐区以及与人类食用直接有关的工业用水区;第三类,适用于一般工业用水区、滨海风景旅游区;第四类,适用于海洋港口水域、海洋开发作业区.而根据《污水综合排放标准》(GB 3552-83),排入第二类海域的污水,执行一级标准;排入第三类海域的污水,执行二级标准;而达到低碳绿色油港目标的区域的海水水质应至少达到第三类水质标准.

2.大气环境

大气环境和人类生存密切相关,大气环境的每一个因素几乎都能影响到人类,而人类生活或工农业生产排出的有害气体可改变原有空气的组成,并引起污染,造成全球气候变化,破坏生态平衡.油港营运期间主要的空气污染物来源包括:一是船舶、岸上动力装置的运行等都排放的一定的大气污染物,对此着重检测的污染因子包括一氧化碳、氮氧化物、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物和二氧化硫;二是油气污染物,油类产品含有其他混合烃类物质及少量的苯和甲苯,所以空气污染物着重检测苯、甲苯和非甲烷总烃的浓度.大气环境因素包括的内容如图3所示.

图3 大气环境因素

(1)大气污染物浓度(mg/m3):一般的大气污染物包括二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物等.

(2)油气污染物排放浓度(mg/m3):主要指油港运营期间产生的烃类的排放,包括苯、甲苯和非甲烷总烃等.

根据《环境空气质量标准》(GB 3095-1996),环境空气质量按照功能区可以分为三类:一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区;二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区;三类区为特定工业区.而按照环境空气质量标准分级将环境空气质量标准分为三级,其中一类区执行一级标准,二类区执行二级标准,三类区执行三级标准.低碳绿色油港区域的空气标准需要达到二级空气标准.

3.声环境

从环境保护的角度看,凡是影响人们正常学习、工作和休息的声音,凡是人们在某些场合"不需要的声音",都统称为噪声.一些油港的附近也存在办公区和生活区,因此声环境对于评价低碳绿色油港也有着重要意义.油港的噪声污染主要包括泊位装卸设备噪声,各类泵、风机等设备的动力噪声和运输车辆、机车、船舶噪声,因此低碳绿色油港声环境所要检测的指标应为生活区、油船、油罐车以及装卸机械和泵房的噪声排放量.声环境因素包括的内容如图4所示.

图4 声环境因素

(1)码头工作区噪声排放量(dB(A)):所评价的油港油船鸣笛及作业、泵房运作、油罐车运行所产生的噪声的日平均值.油码头的工艺设计和设备选型应符合现行国家标准《工业企业厂界噪声标准》(GB 12348-2008)、《城市港口及江河两岸区域环境噪声标准》(GB 11339-89)的有关规定.

(2)生活区噪声排放量(dB(A)):所评价的油港生活区的噪声的情况.

4.固体废物

固体废弃物是指人类在生产、生活和消费及其他活动中产生的固态、半固态废弃物质.固体废弃物的危害很大,不仅影响人们的身体健康,而且造成环境的污染.油港的固体废物主要包括生活垃圾和船舶垃圾两方面.

(1)生活垃圾的排放量(kg/人天):生活垃圾是在日常生活中或为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物,主要是指油港的日常生活区和办公区产生的厨房垃圾、废弃塑料包装等.

(2)船舶垃圾的排放量(kg/人天):船舶垃圾是产生于船舶通常的营运期间,并要不断地定期给予处理的各种食品、日常用品和工作用品的废弃物,主要指被抛弃的、无用的、不需要的或多余的物质.本文评价的船舶垃圾主要指远洋船舶和港作船排放的垃圾.

5.生态环境

生态环境问题是指人类为其自身生存和发展,在利用和改造自然的过程中,对自然环境破坏和污染所产生的危害人类生存的各种负反馈效应.因此,生态环境是影响低碳绿色油港建设的不可或缺的因素.生物多样性和绿化水平是决定生态环境是否平衡的重要因素.生物多样性是指地球上所有生物(动物、植物、微生物等),它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度.与生态敏感区保持适宜的距离是保护生物多样性的一种途径,而植被覆盖率是反映森林资源和绿化水平的重要指标.因此低碳绿色油港的生态环境所要检测的指标应包括海洋和陆地生物多样性受影响程度、与生态敏感区的距离和植被覆盖率4个方面.

(1)海洋生物多样性受影响程度:所评价的油港所产生的污染物对海洋生物多样性的影响程度.

(2)陆地生物多样性受影响程度:所评价的油港所产生的污染物对陆地生物多样性的影响程度.

(3)植被覆盖率(%):所评价的油港植物垂直投影面积与油港总面积之比.

(4)与生态敏感区的距离(m):所评价的油港与对该区域总体生态环境起决定作用的生态要素和生态实体之间的距离.

6.二氧化碳排放

温室气体不属于大气污染物,但温室气体一旦超出大气标准,便会造成温室效应,使全球气温上升,威胁人类生存.因此,控制温室气体排放已成为全人类面临的一个重要问题.碳排放是关于温室气体排放的一个总称.温室气体中最主要的气体是二氧化碳,一般可以将"碳排放"理解为"二氧化碳排放".因此,所要构建的低碳绿色油港中的"低碳",旨在尽可能地减少二氧化碳的排放,有效地控制二氧化碳对大气环境的影响.油港的二氧化碳排放主要来自到港船舶、到港油罐车以及为港口输油管线和储油罐加热的各类锅炉的二氧化碳排放.因此低碳绿色油港二氧化碳排放主要检测的指标应为到港船舶、到港油罐车以及港内各类锅炉的二氧化碳排放量.

(1)船舶二氧化碳平均日排放量(t/天):到港油船二氧化碳的平均日排放量.

(2)油罐车二氧化碳平均日排放量(t/天):到港油罐车二氧化碳的平均日排放量.

(3)油港加热系统二氧化碳平均日排放量(t/天):为港口输油管线和储油罐加热、保温的各类锅炉的二氧化碳平均日排放量.

7.能源消耗

能源是人类活动的物质基础.在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的开发和应用.但是,人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也遇到一系列无法避免的能源安全挑战,能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展.因此,能源消耗也是评价低碳绿色油港需要考虑的指标之一.在油港的运营过程中,能源消耗包括:

(1)装卸生产能源消耗量(度/万吨吞吐量):码头用于装卸油品的输油臂等的电力消耗,单位可折成标准煤(t).

(2)辅助生产能源消耗量(度/万吨吞吐量):码头为装卸生产服务的其他的生产能源消耗量,包括港务船舶、办公楼、码头设施维修、码头污水处理、给排水等电力消耗,单位可折成标准煤(t).

(3)油港加热系统能源消耗量(t/天):为港口输油管线和储油罐加热、保温的各类锅炉的能源消耗量(吨标准煤).

8.工作安全

油码头的管道多、作业复杂,一旦操作失误或因设备缺陷而造成跑油,轻则污染环境,重则引起火灾爆炸事故,危及面宽,扑救困难,因此油码头的工作安全就显得尤为重要.如果不注重安全和防患于未然,很容易引起火灾爆炸和溢油等事故,不仅会造成巨大的经济损失,还会污染环境,影响生态平衡.因此工作安全也是评价低碳绿色油港的一个指标.在油码头的运营过程中,由于所接触的都是易燃易爆的油类货物,因而防止火灾爆炸和溢油事故就是工作安全的重点.低碳绿色油港工作安全包括:

(1)码头防火设计:海港和河港码头防火设计情况,应按设计船型的载重吨分级.

(2)安全管理措施:所评价的油码头的各个基础设施的安全管理水平.

(3)人员业务水平:所评价的油码头操作人员的业务熟练水平、技术操作水平,是直接影响油码头安全管理工作的关键因素.

四、结 语

本文提出了目前影响我国油港低碳绿色化发展的8个因素、21个子因素,并分别进行了系统的分析.研究结果可以帮助识别油港的"非低碳、非绿色"因素并找出薄弱环节所在,进而为低碳绿色油港评价指标体系的构建提供基础,为低碳绿色油港的建设提供理论支持和实践指导,有利于提升油港及所在区域的可持续发展能力.由于关于低碳绿色港口方面的研究尚处在初级阶段,本文的研究还需进一步完善和深入,以建立我国低碳绿色油港的评价指标体系并进行实际的评价,从而更好地为主管部门和相关企业提供决策参考.

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